一、案例背景

在工業(yè)自動(dòng)化領(lǐng)域，Modbus RTU 協(xié)議應(yīng)用廣泛，許多設(shè)備如傳感器、PLC 和工控機(jī)等都支持該協(xié)議，便于相互通信與集成。在倉庫貨物存儲(chǔ)場(chǎng)景中，為確保貨物質(zhì)量，實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)溫濕度至關(guān)重要。本案例中的溫濕度傳感器采用 485 接口，遵循 Modbus RTU 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議。需要注意的是，485 接口協(xié)議包含 RTU 標(biāo)準(zhǔn)協(xié)議和 485 自由協(xié)議，本案例聚焦于前者。

以工廠環(huán)境監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為例，溫濕度傳感器、壓力傳感器等均采用標(biāo)準(zhǔn) Modbus RTU 協(xié)議，能將采集到的數(shù)據(jù)精準(zhǔn)傳輸至 PLC，實(shí)現(xiàn)對(duì)生產(chǎn)環(huán)境的實(shí)時(shí)監(jiān)控與調(diào)節(jié)。然而，當(dāng)中心控制系統(tǒng)使用基于 EtherNet/IP 協(xié)議的 AB PLC 時(shí)，為實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)傳輸，就需要借助協(xié)議轉(zhuǎn)換設(shè)備。此時(shí)，捷米特JM-EIP-RTU（EIP-RS485）協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊就能發(fā)揮關(guān)鍵作用，作為連接 EtherNet/IP 與 Modbus RTU 的橋梁，確保不同協(xié)議設(shè)備間的數(shù)據(jù)交互順暢進(jìn)行。

二、硬件設(shè)備

1.AB羅克韋爾PLC（EtherNet/IP協(xié)議）

2.溫濕度傳感器：支持標(biāo)準(zhǔn)的Modbus RTU協(xié)議

3.捷米特JM-EIP-RTU網(wǎng)關(guān)：實(shí)現(xiàn)EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)與ModbusRTU 串行總線之間的數(shù)據(jù)通訊，可支持RS232和RS485通訊。即EtherNet/IP和ModbusRTU網(wǎng)絡(luò)之間無縫內(nèi)部連接。

三、技術(shù)指標(biāo)

?捷米特JM-EIP-RTU（EIP-RS485）設(shè)備在EtherNet/IP一側(cè)為EtherNet/IP適配器，在RTU一側(cè)通過RS485可以作為Modbus主站，也可以通過RS232支持自由協(xié)議通訊；

?支持EtherNet/IP協(xié)議；

?支持最大的輸入字節(jié)數(shù)為500字節(jié)，最大的輸出字節(jié)為500字節(jié)，輸入輸出字節(jié)的長(zhǎng)度由RockwellLogix控制器設(shè)定（本手冊(cè)以Logix控制器為參考）；

?功能碼：支持01H、02H、03H、04H、05H、06H、0FH、10H號(hào)功能；

?供電：24VDC(±5％)，最大功率3.5W；

?工作環(huán)境溫度：-25～55℃，濕度≤95%；

四、配置步驟

設(shè)備連接

o將捷米特JM-EIP-RTU（EIP-RS485）網(wǎng)關(guān)安裝在控制柜內(nèi)，確保安裝牢固，連接 24VDC 電源，L + 接 24V，M 接0V，PE接地。

o用網(wǎng)線將網(wǎng)關(guān)的 Ethernet/IP 接口（P1 或 P2）與 AB PLC 的以太網(wǎng)口相連；通過 RS485 電纜，將網(wǎng)關(guān)的 6PIN 端子 A+、B - 分別連接到溫濕度傳感器的 RS485 接口 A、B 端。

網(wǎng)關(guān)配置

o打開 GW Config 配置軟件，選擇 “Modbus 配置” 進(jìn)入設(shè)置界面。

o雙擊軟件右側(cè)設(shè)備列表中的 “Modbus Master”，添加虛擬主站；再雙擊 “Modbus Slave”，添加溫濕度傳感器從站到Modbus總線。

可配置參數(shù)為：Modbus通訊波特率、數(shù)據(jù)位、奇偶校驗(yàn)方式、停止位、通訊傳輸模式、響應(yīng)等待時(shí)間、輪詢延時(shí)時(shí)間、輸出命令輪詢模式、脈沖輸出時(shí)間、掃描比率，配置界面如下：

?Modbus通訊波特率：1200bit/s, 2400bit/s, 4800bit/s, 9600bit/s, 19200bit/s,38400bit/s, 57600bit/s, 115200bit/。

?數(shù)據(jù)位：7、8、9位。

?奇偶校驗(yàn)方式：無、奇、偶。

?停止位：1位、2位。

?通訊傳輸模式：RTU。

?響應(yīng)等待時(shí)間：當(dāng)Modbus主站發(fā)送命令后，等待從站響應(yīng)的時(shí)間，范圍：100ms~50000ms。

?輪詢延時(shí)時(shí)間：當(dāng)Modbus主站發(fā)送命令后，收到正確響應(yīng)或響應(yīng)超時(shí)后，發(fā)送下一條Modbus命令之前的延遲時(shí)間，范圍：0~2500ms。

?輸出命令輪詢模式：Modbus寫命令，有四種輸出模式：連續(xù)輸出、禁止輸出、逢變輸出和脈沖輸出。

連續(xù)輸出：與Modbus讀命令輸出方式相同，根據(jù)掃描比率進(jìn)行掃描輸出；

禁止輸出：禁止輸出Modbus寫命令；

逢變輸出：輸出數(shù)據(jù)有變化時(shí)，輸出寫命令，并在接收到正確響應(yīng)數(shù)據(jù)后停止輸出；

脈沖輸出：按照脈沖周期，輸出寫命令。

?脈沖輸出時(shí)間：脈沖輸出方式的脈沖時(shí)間。

?掃描比率：

o雙擊主窗口中的 “Modbus Master” 圖標(biāo)，設(shè)置 Modbus 總線參數(shù)，如波特率（根據(jù)傳感器要求設(shè)為9600bps）、字符格式（8位無校驗(yàn)+1停止位） 。

在設(shè)備窗口界面，單擊節(jié)點(diǎn)，配置窗口界面顯示從站地址，如下圖：

命令配置界面

在設(shè)備窗口界面，協(xié)議類型選擇Modbus主站（默認(rèn)協(xié)議），右擊插入新的命令，配置窗口界面顯示如下：

?Modbus寄存器起始地址：Modbus從站設(shè)備中寄存器、開關(guān)量、線圈等起始地址，范圍為：0~65535；

?寄存器個(gè)數(shù)：Modbus從站設(shè)備中寄存器、開關(guān)量、線圈的個(gè)數(shù)；

?內(nèi)存映射起始地址：在模塊內(nèi)存緩沖區(qū)中數(shù)據(jù)的起始地址，數(shù)據(jù)在網(wǎng)關(guān)內(nèi)存中映射的地址范圍：

讀命令：0x000~0x5DB（0~1499）

寫命令：0x5DC~0xBB7（1500~2999）

寫命令同時(shí)可以作為本地?cái)?shù)據(jù)交換：0x000~0x5DB（0~1499）

o雙擊主窗口的 “Modbus Slave”，設(shè)置從站報(bào)文，根據(jù)溫濕度傳感器手冊(cè)，配置讀取溫濕度數(shù)據(jù)的寄存器地址等信息。

o配置完成后，點(diǎn)擊 “地址表” 查看 Modbus 從站數(shù)據(jù)列表，無誤后將配置下載到網(wǎng)關(guān)。

0.AB PLC 配置

o打開 RSLogix 5000 程序，加載捷米特 JM-EIP-RTU 的 EDS 文件。

o新建工程，填寫名稱，選擇 “New Module” 添加捷米特 JM-EIP-RTU 網(wǎng)關(guān)。

o在 “Name” 中填入網(wǎng)關(guān)名稱，“IP Address” 中填入網(wǎng)關(guān) IP 地址，點(diǎn)擊 “Change” 設(shè)置網(wǎng)關(guān)輸入輸出數(shù)據(jù)長(zhǎng)度，例如設(shè)置輸入輸出各 20 字節(jié) 。

o點(diǎn)擊 “Communications->Download”，將工程下載到 PLC 中。

·確認(rèn)計(jì)算機(jī)與PLC已經(jīng)建立網(wǎng)絡(luò)連接，PLC上電后，打開 BOOTP DHCP TOOL軟件，

·如果第一次打開，在“Tools”（工具）下選擇“NetworksSetting”（網(wǎng)絡(luò)設(shè)置），輸入子網(wǎng)掩碼；

·

·如果網(wǎng)絡(luò)上存在尚未配置的IP地址的PLC模塊，工具對(duì)話框?qū)?huì)顯示該模塊的MAC地址，且不斷的被刷新；

·

·雙擊MAC地址設(shè)備請(qǐng)求，彈出“NewEntry”對(duì)話框，在“IP Address”處填寫IP地址，點(diǎn)擊OK；

·

·RSLinxClassic建立計(jì)算機(jī)與PLC連接

·配置以太網(wǎng)通訊驅(qū)動(dòng)

·雙擊

圖標(biāo)，打開軟件，在RSLinx軟件中配置通訊驅(qū)動(dòng)程序，從 “Communications”（通訊）下拉菜單中選擇“ConfigureDrivers”（配置驅(qū)動(dòng)程序），將出現(xiàn)“ConfigureDrivers”對(duì)話框（在添加新驅(qū)動(dòng)程序之前，確認(rèn)滿足以下條件：工作站正確配置工作站的IP地址和其他網(wǎng)絡(luò)參數(shù)，正確連接到EtherNet/IP網(wǎng)絡(luò)）；

·

·從“AvailableDriverTypes”（可用的驅(qū)動(dòng)程序類型）下拉菜單中選擇“EtherNet/IP Driver”（EtherNet/IP驅(qū)動(dòng)程序）或者“Ethernetdevices”（以太網(wǎng)設(shè)備），然后點(diǎn)擊“AddNew…”（新加）；

·

·將顯示“ AddNewRSLinxClassicDriver”（添加新RSLinxClassic驅(qū)動(dòng)程序）對(duì)話框；可以修改新的驅(qū)動(dòng)程序名稱，此例子接受缺省名字（AB_ETHIP-2）然后單擊OK;

·

·新的驅(qū)動(dòng)程序AB ETHIP - 2 A-B EthernetRUNNING在ConfiguredDrivers列表里，如下圖，點(diǎn)擊Close；

·

·點(diǎn)擊Communication下拉菜單的RSWho或者點(diǎn)擊RSWho圖標(biāo)

，彈出RSWho對(duì)話框，顯示控制網(wǎng)絡(luò)的樹狀瀏覽畫面，雙擊AB_ETHIP-2,Ethetnet驗(yàn)證剛才配置的AB_ETHIP驅(qū)動(dòng)能否與Logix控制器或者網(wǎng)關(guān)設(shè)備進(jìn)行通訊；（如果有設(shè)備的通訊狀態(tài)出錯(cuò)，例如一個(gè)被認(rèn)可的設(shè)備被拔掉，設(shè)備顯示帶紅色X，表明RSWho原先認(rèn)可，但現(xiàn)在無法找到）；

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·可使用RSLinx軟件（或者Studio5000）修改通訊模塊的IP地址，右擊EtherNet/IP模塊，選擇ModuleConfiguration（模塊配置）

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·單擊PortConfiguration（串口配置）選項(xiàng)卡，修改完成后點(diǎn)擊確認(rèn)；

·

五、系統(tǒng)測(cè)試與優(yōu)化

o下載完成后，觀察 AB PLC 與網(wǎng)關(guān)連接狀態(tài)，正常時(shí)網(wǎng)關(guān) OK 燈亮。

o在 AB PLC 編程軟件中編寫讀取溫濕度數(shù)據(jù)程序，測(cè)試數(shù)據(jù)是否正確傳輸。若數(shù)據(jù)異常，檢查網(wǎng)關(guān)和傳感器的波特率、寄存器地址等參數(shù)是否匹配；排查網(wǎng)絡(luò)連接是否存在干擾，如檢查網(wǎng)線是否遠(yuǎn)離強(qiáng)電線路等。

六、總結(jié)

通過引入捷米特JM-EIP-RTU協(xié)議轉(zhuǎn)換網(wǎng)關(guān)模塊，不僅成功解決了 EtherNet/IP 與 Modbus RTU 協(xié)議不兼容的難題，還大幅提升了系統(tǒng)的穩(wěn)定性與數(shù)據(jù)傳輸效率。這一方案的成功應(yīng)用，為工業(yè)自動(dòng)化場(chǎng)景中不同協(xié)議設(shè)備的互聯(lián)互通提供了可靠范例。隨著工業(yè) 4.0 的推進(jìn)，各類設(shè)備的通信需求愈發(fā)復(fù)雜多樣，捷米特網(wǎng)關(guān)模塊憑借其強(qiáng)大的協(xié)議轉(zhuǎn)換能力，有望在更多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用，助力企業(yè)實(shí)現(xiàn)更高效、智能的生產(chǎn)運(yùn)營(yíng)，推動(dòng)整個(gè)工業(yè)自動(dòng)化產(chǎn)業(yè)邁向新的發(fā)展高度。

審核編輯 黃宇